(57)【要約】  水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るためのベルト乾燥機装置であって、水性ポリマーゲルを乾燥するための乾燥機構造と、前記乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための、生成物流方向で前記乾燥機構造の下流にある破砕装置とを有するベルト乾燥機装置。本発明によれば、前記破砕装置は、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが機能性ツールを備えた回転可能なシャフトを有し、ここで、前記第２の破砕機は、生成物流方向で前記第１の破砕機の下流に配置されることが提案される。
2019523795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るためのベルト乾燥機装置であって、
−  水性ポリマーゲルを乾燥するための乾燥機構造と、
−  前記乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための、生成物流方向で前記乾燥機構造の下流にある破砕装置と
を有する前記ベルト乾燥機装置において、
−  前記破砕装置が、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが機能性ツールを備えた回転可能なシャフトを有し、ここで、前記第２の破砕機は、生成物流方向で前記第１の破砕機の下流に配置されていることを特徴とする、ベルト乾燥機装置。
【請求項２】
前記第２の破砕機が、予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、位置的に搬送スクリュー（ＦＳ）に隣接して、特に搬送スクリュー（ＦＳ）の下流に配置されているか、または前記第１の破砕機の下に、特に搬送スクリュー（ＦＳ）なしで配置されていることを特徴とする、請求項１記載のベルト乾燥機装置。
【請求項３】
−  前記第１の破砕機が、前記乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るために、位置的に前記乾燥機構造の直ぐ下流に配置されており、かつ／または
−  前記第２の破砕機が、前記第１の破砕機からの自由落下する予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、位置的に前記第１の破砕機の真下に配置されている
ことを特徴とする、請求項２記載のベルト乾燥機装置。
【請求項４】
−  前記破砕装置、特に前記第２の破砕機が、予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を破砕して、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜９ｍｍ、特に１ｍｍ〜５ｍｍの質量平均粒径を有する、細かく破砕され乾燥されたポリマー粒子を得るように構成されており、かつ／または
−  前記破砕装置が、前記破砕装置におけるポリマー粒子の滞留時間が９０秒未満となるように構成されている
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項５】
前記破砕装置が方向変換手段を含み、ここで、前記破砕装置の前記第１の破砕機は、生成物流方向で前記方向変換手段の下流に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項６】
前記第１の破砕機が、乾燥されたポリマー粒子の乾燥されたポリマーストランドの破砕物を受け入れるように、方向変換手段に対して位置的に配置されており、ここで、前記方向変換手段は、乾燥されたポリマーストランドの前記破砕物が前記第１の破砕機に落下するように前記第１の破砕機に対して配向されており、特に、ここで、前記第１の破砕機は、位置的に前記方向変換手段の下に配置されていることを特徴とする、請求項５記載のベルト乾燥機装置。
【請求項７】
前記破砕装置が、前記ポリマー粒子を４０℃〜１４０℃の温度で、特に６０℃〜１２０℃の温度で破砕するように構成されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項８】
前記第１の破砕機が、フライス破砕機として、特に支持テーブル付フライス破砕機として構成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項９】
前記第１の破砕機が、クラッシャーとして、特にクロスベーン破砕機として構成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１０】
前記第２の破砕機が、クラッシャーとして、特にクロスベーン破砕機として構成されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１１】
前記第２または第３の破砕機が、ロールクラッシャーまたは搬送スクリューとして構成されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１２】
前記破砕装置が、第２または第３の破砕機として搬送スクリューを含み、ここで、前記破砕装置の更なる破砕機、特に第１または第２の破砕機は、生成物流方向で前記搬送スクリューの直前に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１３】
−  前記搬送スクリューが、破砕機からの自由落下する乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、前記破砕機の下に配置されているか、または
−  前記搬送スクリューが、破砕機からの方向変換され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、前記破砕機にずらして配置されている
ことを特徴とする、請求項１１または１２記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１４】
−  クラッシャーが、機能性ロッドを有する回転可能なシャフトと、該シャフトの正反対に配置された固定ロッドグリッドとを含み、ここで、前記回転可能な機能性ロッドは、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキを破砕するために、前記ロッドグリッドの固定クラッシュロッドの間の隙間に係合し、ここで、
−  前記クラッシュロッドは、前記機能性ロッドの厚さの５倍以下、特に４倍以下または３倍以下の軸方向間隔を有し、かつ／または
前記機能性ロッドおよび／または前記クラッシュロッドは、前記シャフトの直径の２倍以下、特に１倍以下の長さを有する
ことを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１５】
機能性ロッドとクラッシュロッドとの間の軸方向間隙が、前記機能性ロッドの軸方向幅の２倍よりも小さく、かつ／または前記クラッシュロッドの軸方向幅の２倍よりも小さく、かつ／または前記軸方向間隙は、２０ｍｍよりも小さく、好ましくは１５ｍｍよりも小さく、特に８ｍｍ〜１２ｍｍであることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１６】
−  破砕機が、５０ｒｐｍ超２５０ｒｐｍ未満の回転速度でシャフトを回転させるように構成されていることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１７】
前記フライスが、乾燥されたポリマー粒子を（予め破砕されていない）乾燥ケーキから直接切削するように構成された少なくとも１つの機能性ロッドを備えた回転可能なシャフトを有し、かつ／または多数の機能性ツールが、螺旋に沿った作業エッジをたどって配置され、特に、前記螺旋は２０°〜７０°のピッチ角を有することを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１８】
−  前記第１の破砕機が上部作業エッジを有し、クラッシャーの場合の上部作業エッジは、前記乾燥ケーキの投入を受け入れるように、前記搬送ベルトの受け面の高さにまたは受け面の高さよりも下に配置されているか、または
−  フライスの場合の前記第１の破砕機が、前記乾燥ケーキをフライス加工し、前記乾燥ケーキの下方への投入を支持するように、前記搬送ベルトの受け面の高さにまたは受け面の高さよりも上に配置された作業エッジを有する
ことを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項１９】
粉砕機構が、前記破砕装置からの破砕され乾燥されたポリマー粒子を粉砕して、少なくとも２００μｍ、特に好ましくは２５０〜７００μｍ、非常に好ましくは３００〜６００μｍの質量平均粒径を有する、乾燥され、破砕され、粉砕されたポリマー粒子を得るように構成されていることを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置。
【請求項２０】
−  水性ポリマーゲルを乾燥するための乾燥機構造と、
−  前記乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための、生成物流方向で前記乾燥機構造の下流にある破砕装置と
を有する、請求項１から１９までのいずれか１項記載のベルト乾燥機装置において、
−  前記破砕装置が、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが機能性ツールを備えた回転可能なシャフトを有し、ここで、前記第２の破砕機は、生成物流方向で前記第１の破砕機の下流に配置されていることを特徴とする前記ベルト乾燥機装置を用いた、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための方法。
【請求項２１】
−  前記第１の破砕機が、前記乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るために、位置的に前記乾燥機構造の直ぐ下流に配置されており、かつ／または
−  前記第１の破砕機からの自由落下する予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるための前記第２の破砕機が、位置的に前記第１の破砕機の真下に配置されている
ことを特徴とする、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
−  前記破砕装置、特に前記第２の破砕機が、予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を破砕して、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜９ｍｍ、特に１ｍｍ〜５ｍｍの質量平均粒径を有する、細かく破砕され乾燥されたポリマー粒子を得るように構成されており、かつ／または
−  前記破砕装置が、前記破砕装置におけるポリマー粒子の滞留時間が９０秒未満となるように構成されている
ことを特徴とする、請求項２０または２１記載の方法。
【請求項２３】
−  粉砕機構が、前記破砕装置からの破砕され乾燥されたポリマー粒子を粉砕して、少なくとも２００μｍ、特に好ましくは２５０〜５００μｍ、非常に好ましくは３００〜７００μｍの質量平均粒径を有する、乾燥され、破砕され、粉砕されたポリマー粒子を得るように構成されていることを特徴とする、請求項２０から２２までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に従った、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るためのベルト乾燥機装置(Bandtrockneranordnung)に関する。本発明はさらに、請求項２０記載の上位概念に従った、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための方法に関する。
【０００２】
吸水性または超吸収性ポリマー（略して超吸収体と呼ばれるＳＡＰ）は、架橋された親水性ポリマーのことを指し、これは、乾燥状態におけるその質量の数倍（時には１０００倍を超えることもある）の液体、例えば水または同様の液体などを吸収することができる。
【０００３】
超吸収体の主な使用領域は衛生分野であり、医療分野、創傷被覆材および硬膏剤においても重要な役割を果たす。超吸収体の更なる重要な使用領域は、土壌の水分保持能を向上させるために超吸収体が使用される農業および園芸である。
【０００４】
超吸収体に対する要求は、それぞれの使用分野に依存する。そのために超吸収体の特性（例えば膨潤度および膨潤速度）を相応して調節しなければならない。このために重要なことは、吸収されるべき液体の吸収が圧力下および／または比較的高温で行われるかどうかであり、これは失禁製品における超吸収体の使用にとって特に重要である。吸収されるべき液体の性質および組成も非常に重要である。なぜなら、超吸収体の膨潤度は、膨潤剤の含塩量によって著しく影響を及ぼされるからである。
【０００５】
特に吸水性ポリマーは、（共）重合された親水性モノマー、適切なグラフトベース上の１種以上の親水性モノマーのグラフトコポリマー、架橋したセルロースまたはデンプンエーテル、架橋したカルボキシメチルセルロース、部分的に架橋したポリアルキレンオキシドまたは水性液体中で膨潤可能な天然物、例えばグアー誘導体などから形成されたポリマーである。そのような吸収性ポリマーは、おむつ、タンポンおよび生理用ナプキンの製造に使用されるが、農業園芸における保水剤としても使用される。
【０００６】
吸水性ポリマー粒子の製造方法は、以下の工程を有する：モノマー水溶液またはモノマー水性懸濁液を重合してポリマーゲルを製造する工程；水性ポリマーゲルを搬送ベルト上に載せた状態で搬送ベルト付ベルト乾燥機において水性ポリマーゲルを乾燥し、ポリマーゲルを搬送ベルト上で搬送方向に搬送する工程；乾燥されたポリマーゲルを破砕および／または粉砕してポリマー粒子を得る工程。
【０００７】
吸水性ポリマーの製造は、例えば、Ｆ．Ｌ．ＢｕｃｈｈｏｌｚおよびＡ．Ｔ．Ｇｒａｈａｍによるモノグラフ「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、１９９８年またはＵｌｌｍａｎｎの「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、第６版、第３５巻、第７３頁〜第１０３頁に記載されている。
【０００８】
乾燥のために、ベルト乾燥機は、特に循環空気を案内するための空気循環式ベルト乾燥機として、搬送ベルトを実質的に含む乾燥機構造(Trockneraufbau)により構成されており、該乾燥機構造の下流には空気を返送するための空気返送導管が形成されている。この場合、返送された空気は、乾燥機構造から取り出され、空気返送導管を介して乾燥機構造に再び供給される。空気返送導管は、乾燥器構造における空気流れ方向の上流の取込みセクションと、空気返送導管内の空気流れ方向の下流の排出セクションとの間に形成された空気取出し導管を有している。
【０００９】
水性ポリマーゲルの状態の超吸収性ポリマーは、湿潤状態にあるとみなされ、したがって、より一般的には湿潤材料と呼ばれることもある。すなわち水性ポリマーゲルは、乾燥前にかなりの割合の水を依然として有しており、特に下記の通りである。水性ポリマーゲルは、モノマー溶液またはモノマー懸濁液を重合することによって得られる。依然として水性のポリマー粒子の水性ポリマーゲルは、好ましくは顆粒として、例えば４０〜６０％の固形分割合でベルト乾燥機に導入される。この状態では、ポリマーゲルは、基本的に所望の架橋度で既に架橋されており、特に以下に記載するように、特に比較的低い架橋度で、特に初めは均一に架橋されており、まだほとんど表面架橋されていない。
【００１０】
吸水性ポリマー粒子の状態の超吸水性ポリマーは、乾燥後の状態であるとみなされる。すなわち、特に以下に記載するように、水性ポリマーゲルの乾燥後は、ポリマー粒子の残留含水量が低い。つまり、超吸収性ポリマーは、好ましくは乾燥されたポリマーゲルとして、つまり、特に乾燥されたポリマー粒子として存在する。この状態では、吸水性ポリマー粒子は、好ましくは後架橋されていてよく、特に表面架橋されていてよく、この場合、表面架橋度は、好ましくは、上述の比較的低くて、かつ初めは均一な架橋度を上回っている。有利には、重合後に、吸水性ポリマーの水性ポリマーゲルが得られ、これは乾燥される。吸水性、特に乾燥されたポリマー粒子を有する吸水性ポリマーを得るための水性ポリマーゲルの乾燥の原理も、同様にＦ．Ｌ．ＢｕｃｈｈｏｌｚおよびＡ．Ｔ．Ｇｒａｈａｍによるモノグラフ「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、１９９８年、第８７頁〜第９３頁に記載されている。
【００１１】
ベルト乾燥機では、水性ポリマーゲルが乾燥されて、部分的に乾燥されたポリマーゲルが得られ、したがって乾燥ケーキとして存在する。該乾燥ケーキは、好ましくは部分的に乾燥されたポリマーゲルのストランドとして、つまり、部分的に乾燥されたポリマーストランドとしてベルト乾燥機のベルト上に存在し、したがって、これはベルト乾燥機の乾燥機構造にわたって延在する。
【００１２】
ベルト乾燥機の端部における乾燥ケーキ、すなわち、乾燥機構造を離れる際の乾燥ケーキは、乾燥されたポリマーゲルの実質的に乾燥されたストランドとして、例えばプレートまたはシート状のストランドの形態で、つまり、乾燥されたポリマーストランドとして存在する。以後、「部分的に乾燥されたポリマーゲル」と「乾燥ケーキの乾燥されたポリマーゲル」とは、「乾燥されたポリマー粒子」という用語で既に言及されることもある。いずれの場合も、「水性ポリマーゲル」とは異なり、「超吸収性もしくは吸水性ポリマーゲル」または「乾燥されたポリマーゲル」と理解される。
【００１３】
ベルト乾燥機の取込みモジュールは、水性ポリマー粒子の形態で超吸水性ポリマーを取り込む役割を果たす。この場合、実際には、乾燥機容量の完全な利用と吸水性ポリマー粒子の加工品質との間で妥協した乾燥条件が選択される。他の乾燥機仕様と比較して、ベルト乾燥機は、水性ポリマーゲルまたは吸水性ポリマー粒子が搬送ベルト上に固定されず載置されていることから、（重力を除いて）実質的な機械的応力により生成物が損なわれないという利点を有する。原則的に、ベルト乾燥機は、１つ以上の乾燥ゾーンによって１つ以上の制御ゾーンを構造的にもたらす可能性を提供する。
【００１４】
ベルト乾燥機は、例えば、ポリマーを取り込むための生成物供給モジュールと、１つ以上の乾燥機ゾーンを形成するための多数の乾燥機モジュールと、ポリマーを排出するための排出モジュールとを含む。排出モジュールは、吸水性ポリマー粒子の形態の超吸水性ポリマーを排出する役割を果たす。特に、搬送ベルトは、排出モジュール内で終わるか、またはそこで方向変換点を有する。超吸水性ポリマーは、排出モジュール内でベルト乾燥機の端部からクラッシャー(Brecher)もしくは類似の破砕機に落下するか、またはそのようなクラッシャーまたは破砕機に供給することができる。このために、乾燥ケーキは、完全な状態で破砕機に供給することができるか、または乾燥ケーキの破砕物(Bruch)としてもしくは乾燥ケーキのそれ以外の粗い塊状物(Brocken)として破砕機に供給することができる。この場合、乾燥されてはいるが、依然として破砕されていないポリマー粒子は、部分的には、乾燥されたポリマーゲルの破砕物、例えば、比較的粗い塊状物として存在し、部分的には、乾燥されたポリマーゲルの不可避の破砕残留物として存在する。
【００１５】
その後、破砕機における破砕によって、乾燥されたポリマーゲルの一貫して乾燥されたポリマー粒子が生成する。特に、破砕から生じる乾燥されたポリマーゲルの破砕残留物および残留物は、微細粒子および超微粒子を包含するポリマー粒子の微粉末片を含む。破砕後に、乾燥され破砕されたポリマー粒子は、好ましくは空気搬送機構(pneumatische Foerderung)に導入され、粉砕プロセスに供給される。つまり、その後にさらに処理されることで粉砕され乾燥されたポリマー粒子が得られる。
【００１６】
国際公開第２０１５／１６３５１２号（ＷＯ２０１５／１６３５１２Ａ１）には、ポリマーゲルの乾燥を伴う吸水性ポリマー粒子の製造方法が記載されている。乾燥後、乾燥されたポリマーゲルは、第１の粉砕装置における第１の粉砕工程に供給され、次いで滞留装置に供給され、次いで第２の粉砕装置における第２の粉砕工程に供給される。第１および第２の粉砕装置における滞留時間は３分の範囲にあり、滞留装置における滞留時間は３０分以上であり、粉砕装置における滞留時間を常に大幅に上回る。滞留装置によって、塊状の材料が更なる搬送機構に入ることが防止される。粒度に関して、粉砕は１５０μｍで行われる。
【００１７】
特に粉砕され乾燥されたポリマー粒子は、篩分けプロセスに供給することができる。材料粒分は、既に好ましい所望の粒度を有し、既に分離することができる。篩上画分または篩下画分は、場合によっては再び粉砕、篩分けまたは加工して、材料粒分に加えることができる。材料粒分の乾燥、粉砕および篩分けされたポリマー粒子は、表面後加工することができる。乾燥、粉砕および篩分けならびに表面後加工されたポリマー粒子は、保護篩分け(Schutzsiebung)に供給することができる。
【００１８】
乾燥プロセスでは、連続運転式対流ベルト乾燥機を使用することが可能である。以後、これは冒頭で述べた種類のベルト乾燥機、特に空気循環式ベルト乾燥機に関する。冒頭で述べたベルト乾燥機は、水性ポリマーゲル用に、特に流動性が制限されている小片状で変形可能なペースト様の生成物を形成するために特に構成されている。連続運転式ベルト乾燥機では、空気を流すことができる集成体として載置された水性ポリマーゲルの生成物層が、穿孔された搬送ベルト上で乾燥空間を通って運搬され、その際、まず部分的に乾燥されたポリマーゲルに乾燥され、最終的に乾燥されたポリマーゲルに乾燥される。次いで、これはさらに加工されて、上述の乾燥されたポリマー粒子が吸水性ポリマー粒子として得られる。
【００１９】
部分的に乾燥されたポリマーゲルと、次いで乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキの生成物層を通って流れる乾燥ガスは、乾燥されるべき水性ポリマーゲルまたは部分的に乾燥された吸水性ポリマー粒子に熱を導入するだけでなく、蒸発する水分を運搬除去する役割も果たす。使用される乾燥ガスは、好ましくは、乾燥空気としての空気である。空気循環式ベルト乾燥機では、生成物層を通って流れる乾燥空気が循環空気として追加的に案内される。
【００２０】
搬送ベルト付ベルト乾燥機は、ベルト反応器とは異なる。ベルト反応器が水性ポリマーゲルをその構成成分から製造するために使用されるのに対して、ベルト乾燥機は、吸水性ポリマー粒子を水性ポリマーゲルから製造するために、特に、好ましくは所望の架橋度で初めは均一に架橋された、場合によっては表面架橋された水性ポリマーゲルから上述の吸水性ポリマー粒子を製造するために使用される。
【００２１】
国際公開第２０１５／０７４９６６号（ＷＯ２０１５／０７４９６６Ａ１）には、破砕機を備えた超吸収性ポリマー（略して超吸収体と呼ばれるＳＡＰ）用のプレート型ベルト乾燥機が記載されている。クロスベーン破砕機(Kreuzfluegelzerkleinerer)の形態のかかる破砕機は、基本的に知られており、ＳＡＰを破砕するために使用され、市販されている。この例は、例えばＧｒｅｎｚｅｂａｃｈ社のインターネット表記から見ることができる（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｕｍｐｕ．ｃｏｍ／ｄｅ／ｄｏｃｕｍｅｎｔ／ｖｉｅｗ／６３２３６４２／ｔｈｅｒｍｉｓｃｈｅ−ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｔｅｃｈｎｉｋ−ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ−ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ−ｇｍｂｈ）。
【００２２】
出願人のクロスベーン破砕機は、基本的に国際公開第２０１３／０７２４１９号（ＷＯ２０１３／０７２４１９）におけるＳＡＰ製造に関連して記載されており、図１に概略的に再現されている。このクロスベーン破砕機は、多数のバーを受け入れるシャフトを含む。クロスベーン破砕機は、シャフト上に配置されたバーの横に、該シャフト上に配置されたバーの隙間に係合する多数の固定して取り付けられたバーを含む。破砕機に供給されたポリ（メタ）アクリレート塊状物は、固定して取り付けられたバーに落下し、そこに載置され続ける。シャフトと一緒に回転するこれらのバーが、該塊状物を打ち砕く。
【００２３】
国際公開第２０１４／０４４７８０号（ＷＯ２０１４／０４４７８０Ａ１）には、付加的にＳＡＰ塊状物のある程度の破砕をもたらすグリッド形態の調節可能な案内手段と組み合わせたクラッシャーが一般的に開示されている。
【００２４】
ベルト乾燥機の搬送ベルトの端部における乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドからの粗い破砕物および／または粗い塊状物の乾燥されたポリマー粒子の改良された破砕が望まれている。これに対する本質的な理由は、一方では、硬度および粘稠度に関して乾燥されたポリマーゲルの破砕物または塊状物の特性に変化が生じる場合があり、ひいては破砕機の破砕能力に違いが生じてしまうからである。他方では、空気搬送および／または粉砕のために有利なのは、既に十分に破砕されたポリマー粒子の大部分が均質化された生成物流が、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキ、粗い破砕物または塊状物から提供され、特に比較的一定のパラメーターで空気搬送機構に導入可能なことである。
【００２５】
本発明の課題は、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための改良された装置および改良された方法を提供することである。特に、ポリマーストランドとしての乾燥されたポリマーゲル、特に乾燥ケーキ、該乾燥ケーキの破砕物または塊状物は、乾燥後またはベルト乾燥機の下流で改良された形で破砕されて乾燥されたポリマー粒子を形成すべきである。特に、乾燥されたポリマー粒子は、ポリマーストランドとしての乾燥されたポリマーゲル、特に乾燥ケーキ、該乾燥ケーキの破砕物または塊状物のための改良された破砕プロセスに従って、その後の空気搬送および／または粉砕のために定められた粒度で粉砕されるべきである。
【００２６】
装置に関する課題は、請求項１に従った、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るためのベルト乾燥機装置によって解決される。
【００２７】
水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るためのベルト乾燥機装置に関する本発明は、該ベルト乾燥機装置が、
−  水性ポリマーゲルを乾燥するための乾燥機構造と、
−  乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための、生成物流方向で乾燥機構造の下流、特に直ぐ下流にある破砕装置と
を有することから出発する。
【００２８】
本発明によれば、
−  破砕装置は、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが機能性ツールを備えた回転可能なシャフトを有し、ここで、第２の破砕機は、生成物流方向で第１の破砕機の下流、特に直ぐ下流に配置されることが提案される。
【００２９】
方法に関する課題は、請求項２０の方法を伴う本発明によって解決される。
【００３０】
本発明は、方法に関して、水性ポリマーゲルを乾燥し、乾燥されたポリマーゲルを、特に乾燥機構造の直ぐ下流の破砕装置で破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための方法から出発する。本発明によれば、破砕装置は、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが機能性ツールを備えた回転可能なシャフトを有し、ここで、第２の破砕機は、生成物流方向で第１の破砕機の下流、特に直ぐ下流に配置されることが提案される。
【００３１】
破砕装置は、好ましくは、搬送ベルト（ベルト乾燥機ベルト）の端部における乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドまたはベルト乾燥機の搬送ベルト（ベルト乾燥機ベルト）の端部における乾燥ケーキの粗い破砕物もしくは乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドからの粗い塊状物から直接、乾燥されたポリマー粒子の改良された破砕を行うために設計されている。したがって、破砕装置は、好ましくは、生成物流方向で乾燥機構造の直ぐ下流に配置されるか、または乾燥機構造に取り付けられる。
【００３２】
粉砕機構は、有利には、生成物流方向で搬送セクションの上流に配置され、特に、生成物流方向で搬送セクションの入口の直ぐ上流に配置される。
【００３３】
本発明は、搬送ベルトの端部における乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドまたはベルト乾燥機の搬送ベルトの端部における乾燥ケーキの粗い破砕物もしくは乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドからの粗い塊状物から直接、乾燥されたポリマー粒子の改良された破砕を行うことが、単一の破砕機では問題を孕んでいるかまたはほとんど達成されないという考察に基づいている。
【００３４】
この考察から出発して、本発明は、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが回転可能なシャフトを備えた破砕装置の利用が有利であることを認識した。特に、該破砕装置は、ベルト乾燥機の搬送ベルトの端部の下流のポリマー排出口と空気搬送機構との間にある。
【００３５】
したがって、第１の破砕機は、粗い塊状物から、第２の破砕機に導入可能である粗く粉砕され乾燥されたポリマー粒子の生成物流を既に供給することができる。この場合、この第２の破砕機は、十分に破砕され、特に細かく破砕され、乾燥されたポリマー粒子の生成物流を供給する。さらに、この生成物流は、有利には既に実質的に均質化されている。後者は、部分的に既に第１と第２の破砕機の直列配置に基づいて生じ、したがって、生成物流の一定の均質化を達成する。
【００３６】
本発明の有利な発展形態は、従属請求項に見出すことができ、解明された構想を課題設定に従って、更なる利点に関しても同様に実現する有利な可能性を詳細に示す。
【００３７】
本出願の意味における破砕機は、一般的に、少なくとも１つの回転ロール（回転子）を有する手段を意味するものとする；特に回転ロール単独（例えば、フライス破砕機(Zerkleinerungsfraese)、フライスもしくは切断ミルの場合のように）または静止部分と組み合わせた回転ロール（例えば、クラッシャー、特にクロスベーン破砕機の場合のように）あるいはまた１つもしくは２つ以上の回転ロール（例えば、ロールクラッシャーの場合のように）と組み合わせた回転ロール。これにはまた、主に搬送目的を果たす一方で、破砕機能を確実に果たす搬送スクリューの形態の破砕機も包含され得る。つまり、破砕機は、少なくともあらゆる種類のカッター、クラッシャーおよび破砕スクリューを包含するが、グリッドまたは類似の案内手段を包含せず、なぜなら、それらは大部分が乾燥されたポリマーストランドとしての乾燥されたポリマーゲルを乾燥されたポリマー粒子へと破砕するのに能動的に用いられる回転ロールを有していないからである。
【００３８】
破砕機は、ポリマー粒子に、１分以下、むしろそれよりさらに短い、特に３０秒未満の滞留時間を破砕装置において提供する。破砕機はポリマー粒子を粉砕して。破砕機の下流の質量平均粒径を１ｍｍ以上、むしろそれをずっと上回るものにする。
【００３９】
生成物流方向で第１の破砕機の直ぐ下流に第２の破砕機を配置することは、本文脈では、第２の破砕機が第１の破砕機に、内部構造物なしで、または案内手段、例えば生成物流を配向する方向変換手段もしく生成物流を集束する搬送手段、例えば搬送スクリュー等が単に間置された状態で続くことを意味している。
【００４０】
第２の破砕機は、有利には、第１の破砕機の空間的に直近に配置される。特に、第１と第２の破砕機の間のポリマー粒子の滞留時間は、第１または第２の破砕機におけるポリマー粒子の滞留時間よりもずっと短い。ここで、搬送スクリューは、それ自体が破砕機として機能せずに、生成物流を集束する搬送手段としての役割のみを果たす場合に限って例外を形成することもある。したがって、第１と第２の破砕機の間の滞留時間は、５秒未満、場合によってはさらに１秒未満の範囲にある。これは特に、第２の破砕機が、内部構造物なしに第１の破砕機の直ぐ下流に続く場合に当てはまる。すなわち、第１の破砕機から自由落下する予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、第１の破砕機の位置的に真下に置かれる。
【００４１】
第１の破砕機および第２の破砕機における滞留時間は、特に、数秒〜最大１０秒の範囲、特に１秒〜５秒の範囲にある。
【００４２】
搬送スクリューにおける滞留時間は、一般に６０秒未満である。破砕装置における滞留時間は１．５分未満である。
【００４３】
粉砕後の質量平均粒径は１ｍｍをずっと下回る範囲にある傾向があるが、破砕後の粒径は１ｍｍをずっと上回る範囲にある傾向がある。したがって、破砕機は、粉砕ツールまたはミルではない。
【００４４】
したがって、この出願によれば、機能と結果に基づいて破砕と粉砕との間で明確な区別が生じる。特に、破砕機はミルではない。
【００４５】
破砕装置は、有利には、生成物流方向で、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための乾燥機構造の直ぐ下流および／または搬送セクション、特に搬送セクションへの取込み口、好ましくは空気搬送機構の直ぐ上流に配置される。
【００４６】
破砕装置は、特に、生成物流方向で粉砕機構の上流に配置される。好ましくは、ポリマー粒子は、生成物流方向で破砕装置の下流に、搬送装置、特に空気搬送機構によって粉砕機構に運搬されることが提案される；したがって、搬送セクションは、有利には破砕装置と粉砕機構との間に存在する。
【００４７】
第１の破砕機を、生成物流方向で乾燥機構造の直ぐ下流に配置することは、本文脈では、第１の破砕機が乾燥機構造に、内部構造物なしで、または案内手段、例えば生成物流を配向する方向変換手段もしく生成物流を集束する搬送手段、例えば搬送スクリュー等が単に間置された状態で続くこと、有利には該乾燥機構造に接続されることを意味する。
【００４８】
したがって、破砕装置は、乾燥ケーキに直接作用するように、かつ／またはベルト乾燥機の搬送ベルトの端部における乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドから、粗い破砕物および／もしくは粗い塊状物を受け入れ、破砕するように設計される。つまり、破砕装置は、方向変換板は別として、乾燥ケーキのこの乾燥されたポリマーストランドの直接的な第１の破砕の役割を果たす。
【００４９】
ここでも、ミルとは大きな違いがある。破砕機は−生成物流のどちらかと言えばより前方の領域で−ポリマー粒子のまず破砕された運搬可能で粉砕可能な生成物流を製造する役割を果たすことになる一方で、ミルは−生成物流のどちらかと言えばより後方の領域で−ポリマー粒子の既に加工可能な粉末を製造する役割を果たすことになる。ミル中で粉砕に際して生じる粉塵は、ポリマー粒子の運搬性を損なうので、破砕機においては回避されるべきである。
【００５０】
さらに、乾燥されたポリマー粒子の粗い破砕物または粗い塊状物が破砕装置から落下することが大幅に低減される。その理由は、第１の破砕機を−不可避の例外を除き−乾燥ケーキは直接、乾燥ケーキの粗い破砕物または粗い塊状物も破砕するように最適化することができるからである。第１の破砕機がまず破砕し、上述の粗く破砕され乾燥されたポリマー粒子が得られる。第２の破砕機がこれらの粒子を再び破砕し、上述の十分にまたは細かく破砕されたポリマー粒子が得られる。それらの平均粒度分布は、空気輸送および／または粉砕の要件に合わせられる。
【００５１】
乾燥機構造は、有利には、搬送ベルト上に水性ポリマーゲルを載せ、ポリマーゲルを搬送ベルト上で乾燥機構造を通って搬送方向に搬送するための搬送ベルトならびにポリマーゲル取込み口およびポリマーゲル排出口を有する。特に、乾燥機構造は、該乾燥機構造に接続された、水性ポリマーゲルを乾燥するために流入空気および流出空気を搬送するための空気案内装置を有する。
【００５２】
破砕装置は、有利には、乾燥されたポリマーゲルを破砕して乾燥されたポリマー粒子を形成するように、生成物流方向でポリマーゲル排出口の下流に配置され、ここで、乾燥されたポリマーゲルは、乾燥ケーキとして直接またはポリマーゲルの乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドからの粗い破砕物もしくは粗い塊状物として破砕装置に供給され、破砕されて乾燥されたポリマー粒子が得られる。
【００５３】
破砕装置は、有利には、生成物流方向で空気搬送機構の上流および／または粉砕機構の上流に配置される。これは、ポリマー粒子を０．５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜９ｍｍ、非常に好ましくは１〜５ｍｍの質量平均粒径に破砕するように設計された破砕機構に関連し得る。破砕後の質量平均粒径は、ＥＤＡＮＡ試験方法番号ＷＳＰ  ２２０．２−０５「Ｐａｒｔｉｋｅｌ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（粒径分布）」に従って測定される。しかしながら、粒度分布を求めるために、メッシュサイズが０．６／１／２／３．１５／４／５／６．３／８／１０／１４／２０ｍｍの篩が使用される。これに関して、篩画分の質量割合が累積的にプロットされ、質量平均粒径が図式的に求められる。この場合の質量平均粒径は、累積５０重量％について得られたメッシュサイズの値である（図７Ａを参照）。
【００５４】
破砕機構は、有利には搬送可能であり、その後に粉砕可能なポリマー粒子の生成物流を供給する。
【００５５】
破砕機構によって破砕され、さらに粉砕機構によって粉砕されたポリマー粒子の質量平均粒径は、有利には少なくとも２００μｍ、特に好ましくは２５０〜７００μｍ、非常に好ましくは３００〜６００μｍである。粉砕後の質量平均粒径は、破砕後の質量平均粒径と同様に求められる。しかしながら、粉砕後の粒度分布を求めるために、メッシュサイズが４５／１５０／２１２／３００／４２５／５００／６００／７１０／８５０μｍの篩が使用される（図７Ｂを参照）。
【００５６】
１５０μｍを超える平均粒度を有するポリマー粒子の割合は、有利には少なくとも９０重量％、特に好ましくは少なくとも９５重量％、非常に好ましくは少なくとも９８重量％である。
【００５７】
発展形態から認識されたのは、特に、第１の破砕機と第２の破砕機との組合せが、一方では搬送ベルトの直ぐ下流の粗い破砕物の分布に、より効果的に合わせることができ、他方では十分にまたは細かく破砕された乾燥されたポリマー粒子の出発材料を、これとは独立して、空気輸送および／または粉砕の要件に合わせることができることである。
【００５８】
さらに、この発展形態は、破砕装置が−有利には、搬送ベルトの端部におけるポリマー排出口の直ぐ下流に、かつ空気搬送機構の直前に−配置されるという利点を利用する。このようにして、破砕装置は、ベルト乾燥機と空気搬送機構との間でスペースを節約して収容される。それにもかかわらず、破砕装置は、ベルト乾燥機とは独立して、特に、乾燥されたポリマーストランドから剥がれ落ちた、乾燥されたポリマー粒子の粗い破砕物、例えば粗い塊状物の特性とは実質的に無関係に操作することができる。
【００５９】
第２の破砕機は、有利には、予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、第１の破砕機に位置的に隣接してまたは下に配置されることが提案される。特に好ましい発展形態では、本発明は、第２の破砕機が位置に関して第１の破砕機の真下に配置されることを認識した。その結果、第１の破砕機から落下する、粗く破砕され乾燥されたポリマー粒子は、重力を利用して第２の破砕機に直接落下することができる。したがって、空気圧手段または機械的手段などの搬送手段を能動的に使用して粗く破砕されたポリマー粒子を第２の破砕機に搬送する必要がない。特に、第２の破砕機は、第１の破砕機から自由落下する乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、第１の破砕機の真下に配置される。
【００６０】
特に有利には、破砕装置は、方向変換手段を含み、ここで、分割装置の第１の破砕機は、生成物流方向で方向変換手段の下流に配置される。方向変換手段は、有利には、乾燥されたポリマーストランドの向き変えるためと、既に乾燥ケーキのポリマーストランドからの粗い塊状物の制御された壊砕のために利用することができる。これにより、発生する粗い塊状物を均質化し、さらに粗い塊状物またはそれらの一部が破砕装置を通って案内されることが回避される。特に、第１の破砕機に向かう粗い塊状物の方向に関連した配向を達成することが可能である。有利には、第１の破砕機は、位置的に方向変換手段の下に、かつ／または乾燥されたポリマー粒子の乾燥されたポリマーストランドの破砕物を受け入れるように配置され、ここで、方向変換手段は、第１の破砕機に対して、乾燥されたポリマーストランドの破砕物が第１の破砕機に入るように配向される。
【００６１】
吸水性ポリマー粒子を製造するための製造方法は、有利には、以下の工程を提供する：
−  モノマー水溶液またはモノマー水性懸濁液を重合して、水性ポリマーゲルを製造する工程、
−  水性ポリマーゲルをベルト乾燥機装置に搬送する工程、
−  水性ポリマーゲルを搬送ベルト上に載せた状態で搬送ベルト付ベルト乾燥機装置（ベルト乾燥機ベルト）において水性ポリマーゲルを乾燥し、ポリマーゲルを搬送ベルト上で搬送方向に搬送する工程、
−  乾燥されたポリマーゲルを破砕および粉砕して吸水性ポリマー粒子を得る工程であって、ここで、
−  ポリマー排出口において破砕するために、生成物流方向でポリマー排出口の下流に、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキを破砕して乾燥されたポリマー粒子を形成する破砕装置が設けられる工程において、
−  破砕装置は、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが回転可能なシャフトを有し、ここで、第２の破砕機は、生成物流方向で第１の破砕機の直ぐ下流および第１の破砕機の下に、かつ生成物流方向で空気搬送機構および／または粉砕機構の上流に配置されることを特徴とする。
【００６２】
粉砕機構は、好ましくは、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキを粉砕して、ポリマー粒子の平均粒度、すなわち、ポリマー粒子の粒度分布における質量平均粒径、特に好ましくは１ｍｍ〜９ｍｍ、有利には１ｍｍ〜５ｍｍを有する乾燥ポリマー粒子を形成するように構成される。
【００６３】
破砕装置および／または粉砕機構を有する方法およびベルト乾燥機は、有利には、温度変動に対して堅牢である。ベルト乾燥機および方法は、有利には、４０℃以上の温度で粗い塊状物のポリマー粒子を破砕および／または粉砕するように構成される。ポリマー粒子は、特に、４０℃〜１４０℃、非常に好ましくは６０℃〜１２０℃の温度で破砕されるべきである。
【００６４】
特に、第１の破砕機は、フライス破砕機として、特に支持テーブル付フライス破砕機として構成される。さらに、この場合、特に第２の破砕機は、クラッシャーとして、特にクロスベーン破砕機として構成されていてよい。フライス破砕機またはそれ以外のフライスは、これらが乾燥されたポリマーストランドの最適に調整された条件で比較的ランダムに、既に細かく破砕されたポリマー粒子を少なくとも生成することができるという利点を有する。それにもかかわらず、フライス破砕機は、これが最適な条件下で操作される必要がある。
【００６５】
破砕装置の第１の破砕機は、好ましくはクラッシャーとして、特にクロスベーン破砕機として構成される。さらに、この場合、特に第２の破砕機は、フライスカッターとして構成されていてよい。クラッシャーは、例えば、クロスベーン破砕機または別のクラッシャーの形態をとっていてもよく、この場合、かなり粗い塊状物でさえも、粗い乾燥されたポリマー粒子を少なくとも形成するのに十分に破砕することができるという点で注目に値する。第１の破砕機として、クラッシャーはかなり堅牢に動作し、必ずしも最適な条件に依存しているとは限らない。この発展形態の単なる例示的な実施形態の１つを図２Ａに示す。
【００６６】
特に、１つの変形例では、第２の破砕機は、クラッシャーとして構成されていてもよく、有利には、第１の破砕機および第２の破砕機は、クラッシャーとして構成されていてよい。クラッシャーは、例えば、クロスベーン破砕機または別のクラッシャーの形態をとっていてよい。第２の破砕機としてのクラッシャーは、第１の破砕機のかなり堅牢に動作するクラッシャーよりも精巧に動作し得る。例えば、第１の破砕機は、クロスベーン破砕機の形態のクラッシャーを有していてよく、第２の破砕機は、ロールクラッシャーの形態のクラッシャーを有していてよい。第１と第２の破砕機の間（この発展形態に関する例示的な実施形態、図２Ｅを参照）または第２の破砕機の下流に搬送セクションが配置されていてよい（この発展形態に関する例示的な実施形態、図２Ａ、図２Ｂを参照）。
【００６７】
第２または第３の破砕機は、有利には、ロールクラッシャーまたは搬送スクリューとして構成される。第２の破砕機は、有利にはロールクラッシャーとして、特にフライスの形態の第１の破砕機の下流に構成される。この発展形態に関する例示的な実施形態を図２Ｃに示す。原則的に、第２の破砕機もフライスの形態をとっていてよい。
【００６８】
第１の破砕機をクラッシャーとして構成し、第２の破砕機をフライスとして構成することも有利であることが判明した。この第１の変形例は、細かく破砕され乾燥されたポリマー粒子を供給するために、第１の破砕機として比較的堅牢に動作するクラッシャーの後にフライス破砕機が効果的に続くことができるという利点を利用する。この発展形態に関する例示的な実施形態を図２Ａに示す。
【００６９】
１つの変形例では、第１の破砕機をフライス破砕機として構成し、第２の破砕機をクラッシャー、特にクロスベーン破砕機、ロールクラッシャーまたは破砕式搬送スクリューとして構成することが有利であることが判明した。後者の変形例は、フライス破砕機の利点を利用して、既に実質的に小さく破砕されたポリマー粒子を生成する。この発展形態に関する単なる例示的な実施形態の１つを、図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｄに示す。特に有利には、破砕装置の第２の破砕機は、生成物流方向で空気搬送機構および／または粉砕設備の直ぐ上流に配置される。
【００７０】
破砕装置は、有利には、第３の破砕機として、または場合によっては第２の破砕機（例えば図２Ｄのように）として、有利には破砕式搬送スクリューを含む。この発展形態に関する単なる例示的な実施形態の１つを、図２Ａおよび図２Ｂおよび図２Ｅに示す。
【００７１】
搬送スクリューは、有利には、第２または第３の破砕機として機能し、有利には生成物流方向で第１の破砕機の直ぐ下流または第２の破砕機の直ぐ下流にある。有利には、搬送スクリューは、自由落下する乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、第２の破砕機の真下に（例えば、図２Ａ、図２Ｂのように）配置される。追加的または代替的に、搬送スクリューは、有利には、自由落下する乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、第１の破砕機の真下に（例えば、図２Ｅのように）配置される。第２の破砕機から落下する細かく破砕されたポリマー粒子は、第３の破砕機に直接落下することができる。
【００７２】
搬送スクリューの主な機能は生成物の案内であり、生成物流を２次元の配置から−例えば破砕機の下流で−１次元の生成物流に集束させることができる。したがって、ポリマー粒子の生成物流を、搬送セクションなどの更なるユニットの取込み口、または更なる破砕機の取込み口に導入するために、搬送スクリューが有利にはまず適している。
【００７３】
有利には、機能性ロッドを有する回転可能なシャフトと、シャフトの正反対に配置された固定されたロッドグリッドとを有するクロスベーン破砕機が提供される。特に、回転可能なシャフトの回転可能な機能性ロッドは、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキを破砕するように、ロッドグリッドの固定されたクラッシュロッドの間の隙間に係合することができる。機能性ロッドとクラッシュロッドとの間の軸方向間隙は、有利には、機能性ロッドの軸方向幅の２倍よりも小さく、かつ／またはクラッシュロッドの軸方向幅の２倍よりも小さく、かつ／または軸方向間隙は、２０ｍｍよりも小さく、特に８ｍｍ〜１２ｍｍである。
【００７４】
クラッシュロッドは、有利には、機能性ロッドの場合の厚さの５倍以下、特に機能性ロッドの厚さの４倍以下または３倍以下の軸方向間隔を有する。
【００７５】
追加的にまたは代替的に、機能性ロッドおよび／またはクラッシュロッドは、シャフトの直径の２倍以下の長さを有していてもよい。特に、機能性ロッドおよび／またはクラッシュロッドは、シャフトの直径の２倍以下、特に１倍以下の長さを有する。
【００７６】
機能性ロッドとクラッシュロッドとの間の軸方向間隙は、有利には、機能性ロッドおよび／またはクラッシュロッドの軸方向幅の２倍よりも小さく、かつ／または機能性ロッドとクラッシュロッドは、同じ厚さであってもよい。これは、シャフトに沿った力の分布において利点を有する。作業ラインは、有利には、シャフトに沿って螺旋状である。これは、シャフトに沿った力の分布にとって有利であることが判明した。
【００７７】
有利には、
−  破砕機が、５０ｒｐｍ超２５０ｒｐｍ未満の回転速度でシャフトを回転させるように構成され、かつ／または
−  クラッシャーが、５０ｒｐｍ超の回転速度でシャフトを回転させるように構成され、かつ／または
−  フライスが、５０ｒｐｍ超の回転速度でシャフトを回転させるように構成されることが提案される。
【００７８】
フライスは、好ましくは、乾燥ケーキおよび／または乾燥ケーキの乾燥されたポリマーストランドのポリマーストランドから直接、乾燥されたポリマー粒子を切削するように構成された少なくとも１つの機能要素を有する回転可能なシャフトとして構成され、特に、機能素子は、螺旋に沿った作業エッジにより構成され、特に、機能素子は、刻み目のあるノッチを有する螺旋ウェブまたはブレード端面の螺旋状のシーケンスにより構成される。螺旋は、有利には、単一または２つ以上の逆方向のねじ山のピッチを有する。
【００７９】
好ましくは、フライスは、乾燥されたポリマー粒子を乾燥ケーキから直接切削するように構成された少なくとも１つの機能性ロッドまたはそれ以外の機能ツールを備えた回転可能なシャフトを有することが提案される。多数の機能性ツールまたはそれ以外の機能ツールは、好ましくは、螺旋に沿った作業エッジをたどって配置される。螺旋は、特に、２０°〜７０°の横断面に対するピッチ角を有することができる。
【００８０】
第１の破砕機には、有利には、上部作業エッジが備わっている。特に、クラッシャーの場合の上部作業エッジは、乾燥ケーキの投入を受け入れるように、搬送ベルトの受け面の高さにまたは受け面の高さよりも下に配置されていてよい。
【００８１】
あるいは第１の破砕機は、フライスとして構成され、フライスの上部作業エッジは、乾燥ケーキをフライス加工し、乾燥ケーキの下方への投入を支持するように、搬送ベルトの受け面の高さにまたは受け面の高さよりも上に配置される。
【００８２】
これ以降、本発明の実施例を図面に基づき説明する。この図面は、実施例を縮尺通りに必ずしも表すものではない。その代わりに、説明に有用な図面は、図式化されて、かつ／またはわずかに歪んだ形で描かれる。図面から直接明らかな教示に対する補足事項に関しては、関連する先行技術が参照される。ここでは、本発明の一般的な思想および構想から逸脱することなく、実施形態の形態および詳細に関する様々な変更および改変を行うことができることを考慮する必要がある。明細書、図面および特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、本発明の発展形態にとって、個々に限らず任意の所望の組合せでも不可欠であり得る。さらに、本発明の範囲には、明細書、図面および／または特許請求の範囲に開示された特徴の少なくとも２つのあらゆる組合せが含まれる。本発明の一般的な思想および構想は、以下に示され記載される好ましい実施形態の正確な形態もしくは詳細に限定されず、または特許請求の範囲に記載の主題と比較した場合に限定された主題に限定されない。測定範囲が示されている場合、記載された限界内の任意の値も限界値として開示され、任意に使用可能および請求可能である。本発明の更なる利点、特徴および詳細は、以下の説明、好ましい実施例および図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】ベルト乾燥機と、該ベルト乾燥機の下流にある、乾燥されたポリマーゲルの乾燥ケーキを粉砕して乾燥されたポリマー粒子を得るための破砕装置（生成物流方向でベルト乾燥機から出て、かつ生成物流方向で空気輸送機構の上流および粉砕機構の上流にある）とを含む、吸水性ポリマー粒子を製造するための製造装置の概略図を示す図である。
【図２Ａ】破砕装置においてクロスベーン破砕機、カッティングミル、搬送スクリューの３つの破砕機を有する、図１の破砕装置を概略的に示した変形例を示す図である。
【図２Ｂ】破砕装置において乾燥ケーキ用のテーブルを備えたフライス破砕機、クロスベーン破砕機、搬送スクリューの３つの破砕機を有する、図１の破砕装置を概略的に示した変形例を示す図である。
【図２Ｃ】破砕装置において乾燥ケーキ用のテーブルを備えたフライス破砕機、ロールクラッシャーの２つの破砕機を有する、図１の破砕装置を概略的に示した変形例を示す図である。
【図２Ｄ】破砕装置において乾燥ケーキ用のテーブルを備えたフライス破砕機、搬送スクリューの２つの破砕機を有する、図１の破砕装置を概略的に示した変形例を示す図である。
【図２Ｅ】破砕装置においてクロスベーン破砕機、搬送スクリュー、ロールクラッシャーの３つの破砕機を有する、図１の破砕装置を概略的に示した変形例を示す図である。
【図３Ａ】平面図において示された間隔値を有する、機能性ロッドを有する回転可能なシャフトを有するクロスベーン破砕機の形態のクラッシャーの概要図を示す図である。
【図３Ｂ】互いに回転するロッドまたはバーの配置の概略図を伴ったシャフトの斜視図における、機能性ロッドを有する回転可能なシャフトを有するクロスベーン破砕機の形態のクラッシャーの概要図を示す図である。
【図４Ａ】シャフトの両側に固定された中実ロッドの連続ロッド格子であって、具体的には、図（Ａ１）の第１の変形例、図（Ａ２）の第２の変形例、図（Ａ３）の第２の変形例の平面図、図（Ａ４）のフレーム付ロッド格子を伴う、クラッシャーの機能性ロッドを有する回転可能なシャフトを有するクロスベーン破砕機の形態のクラッシャーの変形例を示す図である。
【図４Ｂ】シャフトの片側に固定された中実ロッドの中断ロッド格子であって、具体的には、図（Ａ１）の第１の変形例、図（Ａ２）の第１の変形例の平面図を伴う、クラッシャーの機能性ロッドを有する回転可能なシャフトを有するクロスベーン破砕機の形態のクラッシャーの変形例を示す図である。
【図５Ａ】３つの変形例（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）におけるクロスベーン破砕機の形態のクラッシャーの機能性ロッドを有する回転可能なシャフトの詳細を示す図である。
【図５Ｂ】２つの変形例（Ｂ１）、（Ｂ２）におけるクロスベーン破砕機の場合に固定されたクラッシャーロッドを有する図４Ａまたは図４Ｂのロッド格子の詳細を示す図である。
【図６Ａ】斜視図における、バーとして形成された機能性ロッドを有する回転可能なシャフトの詳細を示す図である（これらのロッドは、乾燥されたポリマー粒子を乾燥ケーキから直接切削するためのフライスとして形成されていてよい）。
【図６Ｂ】機能性ロッドの側面図を拡大した、バーとして形成された機能性ロッドを有する回転可能なシャフトの詳細を示す図である（これらのロッドは、乾燥されたポリマー粒子を乾燥ケーキから直接切削するためのフライスとして形成されていてよい）。
【図７Ａ】破砕後の質量平均粒径を図式的に求めるための篩画分の質量割合の累積プロットを示す図である。
【図７Ｂ】特に３つの例に基づいて粉砕後の質量平均粒径を求めるための類似のプロセスを説明するための、粉砕後の質量平均粒径を図式的に求めるための篩画分の質量割合の累積プロットを示す図である。
【００８４】
図面では、簡略化のために、同一もしくは類似の部分または同一もしくは類似の機能を有する部分には同じ参照符号を使用している。
【００８５】
ＳＡＰの製造方法は、例えば以下の工程を有する：
−  モノマー溶液またはモノマー懸濁液を重合下で処理して水性ポリマーゲルを得る工程、
−  水性ポリマーゲルをベルト乾燥機において乾燥する工程であって、ここで、ベルト乾燥機は、循環式コンベヤーベルトを有し、水性ポリマーゲルは、コンベヤーベルト上で搬送される工程。
【００８６】
この場合に好ましいのは、
−  コンベヤーベルトが、関節構造の関節ライン上で分離された多数のベルトプレートを有するプレートコンベヤーベルトとして形成されており、各ベルトプレートが、水性ポリマーゲルを載せるための表面を有していることである。
【００８７】
特に、この製造方法は、重合下でモノマー溶液またはモノマー懸濁液を処理して、架橋された水性ポリマーゲルを得ることを含むことができる。
【００８８】
１つの特に好ましい発展形態の文脈において、本発明の構想またはその発展形態の１つの構想が、超吸収体の特別な製造方法、特に、超吸収体用のポリマーゲルの特別な製造方法にとって特に有利であることが認識された。これを、以下でいくつかの発展形態により説明するが、国際公開第２０１１／１０４１５２号（ＷＯ２０１１／１０４１５２）および国際公開第２００６／１００３００号（ＷＯ２００６／１００３００Ａ１）にも一部詳述されており、これらの開示内容を援用によって本出願の開示内容に組み込む。
【００８９】
特に、これは、
ａ）酸基を有し、少なくとも部分的に中和されていてもよい少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマーと、
ｂ）少なくとも１種の架橋剤と、
ｃ）少なくとも１種の開始剤と、
ｄ）任意に、ａ）に記載のモノマーと共重合可能な１種以上のエチレン性不飽和モノマーと、
任意に、１種以上の水溶性ポリマーと
を含有するモノマー溶液またはモノマー懸濁液の重合によって吸水性ポリマー粒子を製造するための製造方法に関する。
【００９０】
吸水性ポリマー粒子は、モノマー溶液またはモノマー懸濁液の重合によって製造され、水不溶性である。
【００９１】
この場合、水性ポリマーゲルは、有利には、特に残留水分含有量が有利には０．５〜１５重量％、特に好ましくは１〜１０重量％、非常に好ましくは２〜８重量％である限りは、所望の、好ましくは低い含水量が確立されるまでベルト乾燥機で乾燥され、ここで、残留水分含有量は、ＥＤＡＮＡ推奨試験方法番号ＷＳＰ  ２３０．２−０５「Ｍａｓｓ  Ｌｏｓｓ  Ｕｐｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ（加熱時の質量損失）」によって求められる。残留水分含有量が高すぎると、乾燥されたポリマーゲルのガラス転移温度Ｔｇが低くなりすぎて、ゲルの加工が困難になる。残留水分含有量が低すぎると、乾燥されたポリマーゲルは脆くなりすぎて、その後の破砕工程において、粒度が低すぎる、望ましくないほど多量のポリマー粒子（「微粉」）が発生する。乾燥前のゲルの固形分は、有利には２５〜９０重量％、特に好ましくは３５〜７０重量％、非常に好ましくは４０〜６０重量％である。しかしながら、流動床乾燥機またはパドル乾燥機も乾燥のために選択的に使用することができる。
【００９２】
乾燥されたポリマーゲルは、空気搬送、粉砕および分級される。粉砕のために、単段または多段のロールミル、好ましくは二段または三段のロールミル、ピンミル、ハンマーミルまたは振動ミルを用いることができる。
【００９３】
図１は、ポリ（メタ）アクリレート、すなわち一般的にＳＡＰの製造方法の概略図を示す。図１の概略図からは、乾燥されたポリマー粒子に至るまでのポリ（メタ）アクリレートの製造方法の過程を読み取ることができる。
【００９４】
ポリ（メタ）アクリレートを製造するための反応物３１は、例えば、ミキサーコンパウンダー、ベルト反応器またはそれ以外の反応器３０に導入される。ミキサーコンパウンダーは、例えば、軸方向に平行な２つの回転シャフトを含み、その表面にはその周囲に配置された混練棒を有するディスク領域が収容されている。重合反応において、ポリ（メタ）アクリレート生成物が作製され、この生成物は、ゲル様の粘稠度を有する塊３３の形態で反応器３０を抜ける。塊３３は、ゲルバンカー３２に入り、そこからピボットベルトまたは類似の搬送手段３４を用いてベルト乾燥機３６の搬送ベルト（図示せず）に適用され、すなわち、それらは水性のままのポリマー粒子３３の水性ポリマーゲルの状態の吸水性ポリマーとして適用される。ベルト乾燥機３６によって、２００℃までの温度で、搬送ベルト上の水性ポリマーゲル粒子から液体が除去されることで、それらは、部分的に乾燥された、すなわち、まだ湿った状態のポリマー粒子として、搬送ベルト上でベルト乾燥機を通って搬送される。
【００９５】
乾燥されたポリ（メタ）アクリレート塊状物は、ボード状の固体乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーゲル粒子としてベルト乾燥機の出口に到達する。乾燥ケーキ３５は、その後に破砕装置３８に入る。一般に、乾燥ケーキ３５は、搬送ベルトの端部で砕け、次いで粗い断片(Bruchstuecke)または塊状物３７が破砕装置３８に入る。乾燥ケーキ３５が砕けることなく、すなわち完全な状態で、既に破砕装置３８のフライスに到達する場合、破砕されたポリマー粒子が乾燥ケーキ３５から直接切削される。しかしながら、原則的に、乾燥ケーキ３５の断片またはそれ以外の粗い塊状物３７もフライスにより細かく切削されて破砕されたポリマー粒子を得ることができる。
【００９６】
破砕装置の代わりに、例えば、国際公開第２０１３／０７２４１９号（ＷＯ２０１３／０７２４１９）によれば、クロスベーン破砕機の形態で実施される唯一の破砕機が設けられる。
【００９７】
クロスベーン破砕機は、例えば、多数の機能性ロッド１４を受け入れるシャフト１０を含む。機能性ロッド１４は、シャフト１０に溶接されている。
【００９８】
クロスベーン破砕機は、シャフト１０上に配置された機能性ロッド１４のほかに、シャフト上に配置された機能性ロッド１４の隙間に係合する、多数の固定して取り付けられたバーを含む。破砕機に導入された乾燥ケーキの乾燥されたポリマー粒子のポリ（メタ）アクリレート塊状物は、固定して取り付けられたバーの上に落下し、そこで横たわったままとなる。塊状物は、シャフト１０と共に回転する機能性ロッド１４によって打ち砕かれる。クロスベーン破砕機を通過した後、粗く破砕された乾燥されたポリマー粒子は、空気輸送システムを介して、例えばミルを備えた粉砕機構等に供給される。そこでは、生成物が粉末の形態で得られるまで、ポリ（メタ）アクリレート粒子がさらに細かく粉砕される。
【００９９】
しかしながら、この形式のプラントの問題は、ただ一つのクロスベーン破砕機により設計が比較的簡単で効率的であるにもかかわらず、ケーキ３５および／または断片３７をただ一つのクロスベーン破砕機によって十分に細かく破砕することができない場合があることである。すなわち、乾燥されるべき生成物および乾燥条件およびベルト乾燥機の処理量に依存して、乾燥ケーキ３５は硬度が大きく異なる可能性がある。したがって、選択された寸法に応じて、単一に設けられたクロスベーン破砕機は、細かく破砕された断片を提供するには不十分である可能性がある。例えば、これらの断片は、選択された間隔範囲が大きすぎる場合、クロスベーン破砕機のバーの間に落下することがあるか、または単純に破砕機に横たわる可能性がある。いずれの場合も、プラントの運転には不利であることが判明した。
【０１００】
特に、過度に粗い塊状物が空気輸送システムに入る場合、輸送上の問題を引き起こす可能性がある。特に、過度に粗い塊状物は、更なる搬送領域に設けられた粉砕機構により有利には加工され得ないか、または全く取り込まれない。
【０１０１】
したがって、図１の破砕装置３８−少なくとも１つの第１および第２の破砕機３８．１、３８．２を有する−によって、第１の破砕機からの初めに粗く破砕された塊状物が、空気輸送システムにより搬送可能であり、ミルにより十分に粉砕可能であるように第２の破砕機で十分細かく破砕されることが保証される。図１の破砕装置３８の詳細は、更なる図２〜図６を参照してさらに詳細に説明する。
【０１０２】
本文脈では、乾燥されたポリマー粒子−すなわち、空気輸送および粉砕プロセスのために十分に破砕された塊状物ならびに（ここでは参照符号３９でまとめて表記される）不可避の破砕残留物−は、任意に搬送手段および／または均質化手段、任意に第３の破砕機４０に供給され、これは、好ましくは生成物の主流を均質化し、例えば搬送スクリューＦＳ等であってよい。
【０１０３】
したがって十分に破砕され均質化され乾燥された主流のポリマー粒子４１は、それから空気搬送機構４２に供給され、空気搬送機構の均質化された生成物流中のこれらの十分に破砕されたポリマー粒子は、参照符号４３で示される。これらの乾燥されたポリマー粒子４３は、次いで粉砕プロセスのためにミルを備えた粉砕機構４４に供給され、そこで粉砕され、粉砕され乾燥されたポリマー粒子４５として篩分け装置４６に入る。篩分け装置４６の下流で、篩分けされ、粉砕され、乾燥されたポリマー粒子４７は、所望の粒度分布を有する生成物画分を伴って、篩分け装置から出て、これらの篩分けされ、粉砕され、乾燥されたポリマー粒子４７は、場合により更なる処理、例えば表面後架橋およびその後の乾燥プロセスまたはそれ以外の熱処理プロセスに供給され、保護篩分け後に製品として提供される。篩分けプロセス４６の後の任意の篩上画分は、それらが生成物の所望の粒度分布を有するまで粉砕機構４４のミルに再度供給することができる。
【０１０４】
１５０μｍよりも大きい粒度を有するポリマー粒子の割合は、有利には少なくとも９０重量％、特に好ましくは少なくとも９５重量％、非常に好ましくは少なくとも９８重量％である。
【０１０５】
粒度が過度に小さいポリマー粒子は、透過性を低下させる（ポリマー粒子間の流体の透過性の尺度としてのＳＦＣ値に対応する）。測定方法については、例えば、欧州特許第０７５２８９２号明細書（ＥＰ０７５２８９２Ｂ１）、第３３頁〜第３６頁の段落［０２２４］〜段落［０２５１］を参照されたい。したがって、過度に小さいポリマー粒子（「微粉」）の割合は、低くなければならない。
【０１０６】
したがって、過度に小さいポリマー粒子は分離され、製造プロセスに返送される。返送は、有利には、重合前、重合中または重合直後、すなわち、ポリマーゲルの乾燥前に行われる。返送前または返送中に、過度に小さいポリマー粒子は、水および／または水性界面活性剤で湿らせてもよい。
【０１０７】
後の製造プロセス工程において、例えば、表面後架橋または他のコーティング工程の後に、過度に小さいポリマー粒子を分離することも可能である。この場合、返送された過度に小さいポリマー粒子は、例えばヒュームドシリカにより表面後架橋または別様にコーティングされる。
【０１０８】
混練反応器が重合に使用される場合、過度に小さいポリマー粒子は、混練反応器の最後の３分の１に添加することが有利である。
【０１０９】
過度に小さいポリマー粒子が、非常に早い段階で、例えば既にモノマー溶液に添加される場合、この結果、得られた吸水性ポリマー粒子の遠心分離保持容量（吸水能力の尺度としてＣＲＣ値に対応：ＩＳＯ  １７１０９−６：２００１と同様の測定）が低下する。とはいえ、これは、例えば、使用される架橋剤ｂ）の量を調整することによって補償することができる。過度に小さいポリマー粒子は、後の段階で添加することもできるが、場合によっては不十分にしか取り込まれない可能性がある。
【０１１０】
しかしながら、不十分に取り込まれた過度に小さいポリマー粒子は、乾燥されたポリマーゲルから粉砕中に再び分離し、したがって、分級中に再び除去され、返送されるべき過度に小さいポリマー粒子の量を増加させる。
【０１１１】
最大８５０μｍの粒度を有する粒子の割合は、有利には少なくとも９０重量％、特に好ましくは少なくとも９５重量％、非常に好ましくは少なくとも９８重量％である。あるいは最大６００μｍの粒度を有する粒子の割合は、有利には少なくとも９０重量％、特に好ましくは少なくとも９５重量％、非常に好ましくは少なくとも９８重量％である。過度に大きいポリマー粒子は、膨潤速度を低下させる。したがって、過度に大きいポリマー粒子の割合も同様に低くすべきである。したがって、過度に大きいポリマー粒子は除去され、乾燥されたポリマーゲルの粉砕に返送される。
【０１１２】
本発明の構想に従って、上記の図１に関連して、好ましい破砕装置を図２以降に基づいて以下で説明する。これらの装置は、乾燥後またはベルト乾燥機の後のポリマーストランドとしての乾燥されたポリマーゲルを改善された方法で破砕して乾燥されたポリマー粒子を形成し、いずれの場合も１ｍｍをずっと上回る質量平均粒径をもたらす。特に、ポリマーストランドとしての乾燥されたポリマーゲルの改善された破砕プロセスに従って、その後の空気輸送および／または粉砕に適したまたは定められた粒度で、乾燥されたポリマー粒子が破砕されることになる。
【０１１３】
図２は、図（Ａ）〜（Ｅ）において、第１の破砕機３８．１および第２の破砕機３８．２ならびに任意に搬送スクリューＦＳまたは他の搬送手段および／もしくは均質化手段（これは任意に第３の破砕機として生成物流の更なる破砕および均質化の役割を果たすこともできる）を備えた破砕装置３８の組合せを示す。
【０１１４】
したがって、図２Ａおよび図２Ｂおよび図２Ｅはまず、第１の破砕機３８．１、第２の破砕機３８．２ならびに搬送手段および／または均質化手段４０としての搬送スクリューＦＳを備えた破砕装置３８を示す。破砕装置は、本文脈では、搬送スクリューＦＳがここで均質化のためだけでなく、さらに、乾燥されたポリマー粒子の更なる破砕のために設計されている場合には、基本的に３つの破砕機を任意に含む。
【０１１５】
図２Ｃは、第１の破砕機３８．１および第２の破砕機３８．２のみを有し、すなわち、ここでは特に搬送スクリューを有しない破砕装置３８を示す。
【０１１６】
図２Ｄは、第１の破砕機３８．１ならびに搬送手段および／または均質化手段４０としての搬送スクリューＦＳのみを有する破砕装置３８を示しており、このスクリューは、さらに、第２の破砕機３８．２として、第１の破砕機からの乾燥されたポリマー粒子の更なる破砕のために設計されている。
【０１１７】
まず図２Ａを参照すると、この図は、破砕装置３８の一部として−乾燥されたポリマー粒子の乾燥ケーキ３５の破砕物３７の結果的に３段階の破砕のために−方向変換手段Ｕを備えたクロスベーン破砕機の形態の第１の破砕機３８．１（ピンキッカー(Pinkicker)またはロッドクラッシャーまたはそれ以外のクラッシュミルまたはスパイクロールとも呼ばれる）を示す。破砕装置３８は、フライスカッターＳＦの形態の第２の破砕機３８．２をさらに有する。さらに、破砕装置３８は、更なる粉砕のために設計された搬送スクリューＦＳを有し、これは搬送手段および／または均質化手段４０として生成物流の均質化の役割をさらに果たす。
【０１１８】
図２Ａの実施形態の場合、乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーストランドの乾燥されたポリマー粒子３７は、破砕物として第１の破砕機３８．１上に到達し、乾燥されたポリマー粒子の粗く破砕された塊状物３９．１の形態でこれを抜ける。乾燥されたポリマー粒子の粗い塊状物３９．１は、第２の破砕機３８．２としてのフライスカッターＳＦに入り、そこでさらに破砕されて、より細かい塊状物３９．２が得られる。乾燥されたポリマー粒子のより細かい塊状物３９．２は、最終的に搬送手段および／または均質化手段４０としての搬送スクリューＦＳに落下し、搬送プロセスによって搬送されて、細かく破砕されたポリマー粒子４１の均質化された流が得られる。これらの細かく破砕され十分に均質化され乾燥されたポリマー粒子４１は、次いで生成物流４３として空気輸送機構に入る。
【０１１９】
図２Ｂは、フライス、フライスロールまたはそれ以外のフライス破砕機ＺＦの形態の第１の破砕機３８．１を備えた破砕装置３８の更なる実施形態を示す。乾燥ケーキ３５が砕けることなく、すなわち完全な状態で、既に破砕装置３８のフライス破砕機ＺＦに到達する場合、破砕されたポリマー粒子が乾燥ケーキ３５から直接切削される。しかしながら、原則的に、乾燥ケーキ３５の断片またはそれ以外の粗い塊状物３７もフライス破砕機ＺＦにより細かく切削されて破砕されたポリマー粒子を得ることができる。つまり、乾燥ケーキ３５および／または粗い塊状物３７は、第１の破砕機３８．１のフライス破砕機ＺＦにおいて細かく切削されて破砕されたポリマー粒子が得られ、したがって既にかなり細かく破砕され、破砕され乾燥されたポリマー粒子３９．１としてフライス破砕機ＺＦを抜ける。可能な限り乾燥ケーキ３５が砕けないように、すなわち完全な状態で、既に破砕装置３８のフライス破砕機ＺＦに到達するように、本文脈では、テーブルＴまたはそれ以外の支持体が設けられ、これは搬送ベルトの想定される延長部で乾燥ケーキ３５を支持し、これを砕かずにフライス破砕機ＺＦに案内する。
【０１２０】
それにもかかわらず、そのようなフライス破砕機ＺＦの場合であっても、乾燥ケーキ３５の性質に応じて、粗い塊状物がフライス破砕機ＺＦの隣にも到達することや、フライス破砕機が−乾燥ケーキ３５の硬度ひいては乾燥ケーキ３５または粗い塊状物３７の粘稠度に応じて−破砕力を異にすることを排除することは原則的に不可能である。
【０１２１】
ポリマー粒子３９．１の生成物流中には、細かく切削され、したがって既にかなり細かく破砕されたポリマー粒子のほかに、不十分に破砕されたポリマー粒子３９．１も存在し得る。これらの粒子は、ポリマー粒子３９．１の仮破砕された生成物流として一緒に、第２の破砕機３８．２に到達し得る。第２の破砕機３８．２は、ここではクロスベーン破砕機（ピンキッカー、ロッドクラッシャーまたはスパイクロール）として実施される。したがって、細かく破砕されたポリマー粒子３９．２は、第２の破砕機３８．２の入口に既に存在する、３９．１で総称される依然として比較的粗いポリマー粒子からよりも小さいポリマー粒子から発生する。
【０１２２】
したがって細かく破砕され乾燥されたポリマー粒子３９．２は、次いで搬送スクリューＦＳに入り、ここで、搬送スクリューＦＳは、搬送手段および／または均質化手段４０とし、均質化のためだけでなく、乾燥されたポリマー粒子３９．２の更なる破砕のためにも設計されている。つまり、搬送スクリューＦＳの端部には、十分に細かく破砕され均質化され乾燥されたポリマー粒子４１の生成物流が存在し、この生成物流自体は、次いで十分に破砕され均質化されたポリマー粒子４３として空気輸送機構に送り込まれる。
【０１２３】
図２Ｃは、単にフライス破砕機ＺＦの形態の第１の破砕機３８．１と、ロールクラッシャーＷＢの形態の第２の破砕機３８．２とを備えた破砕装置３８の第３の実施形態を示す。乾燥ケーキ３５が砕けることなく、すなわち完全な状態で、既に破砕装置３８のフライス破砕機ＺＦに到達する場合、破砕されたポリマー粒子が乾燥ケーキ３５から直接切削される。しかしながら、原則的に、乾燥ケーキ３５の断片またはそれ以外の粗い塊状物３７もフライス破砕機ＺＦにより細かく切削されて破砕されたポリマー粒子を得ることができる。つまり、乾燥ケーキ３５および／または粗い塊状物３７は、第１の破砕機３８．１のフライス破砕機ＺＦにおいて細かく切削されて破砕されたポリマー粒子が得られ、したがって既にかなり細かく破砕され、破砕され乾燥されたポリマー粒子３９．１としてフライス破砕機ＺＦを抜ける。
【０１２４】
可能な限り乾燥ケーキ３５が砕けないように、すなわち完全な状態で、既に破砕装置３８のフライス破砕機ＺＦに到達するように、本文脈では、この場合もテーブルＴまたはそれ以外の支持体が設けられ、これは搬送ベルトの想定される延長部で乾燥ケーキ３５を支持し、これを砕かずにフライス破砕機ＺＦに案内する。
【０１２５】
つまり、完全な状態としての乾燥ケーキ３５および／または場合により乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーストランドの粗い塊状物３７が初めにフライス破砕機ＺＦに入り、これらは破砕されたポリマー粒子３９．１としてこれを抜ける。これらの初めに破砕されたポリマー粒子３９．１は、ロールクラッシャーＷＢに入り、細かく破砕されたポリマー粒子３９．２としてこれを抜ける。
【０１２６】
任意に、ここでも同様に、搬送手段および／または均質化手段４０としての搬送スクリューＦＳは、第３の破砕機として作用することができる。少なくとも、細かく破砕されたポリマー粒子３９．２の生成物流は均質化されるので、細かく破砕され均質化され乾燥されたポリマー粒子４１の生成物流は、搬送スクリューＦＳを抜けて、破砕され、乾燥されたポリマー粒子４３として空気輸送機構４２に送られる。
【０１２７】
ロールクラッシャーＷＢのこの使用により、細かく破砕されたポリマー粒子３９．２の生成物流が既に十分に均質化されていることが分かる。有利には、十分に均質化され、細かく破砕され乾燥されたポリマー粒子３９．２のこの粒子流は、既に空気輸送機構４２に、つまり、搬送スクリューなしで送られ得る。第１の破砕機としてのフライス破砕機と第２の破砕機としてのロールクラッシャーとの組合せは、空気輸送機構４２およびその後の粉砕機構４４のための乾燥されたポリマー粒子４１の十分に細かく破砕され、均質化された生成物流のための２つの破砕機を備えた破砕装置３８をもたらす。
【０１２８】
図２Ｄは、第１の破砕機３８．１としてのフライス破砕機ＺＦを備えた破砕装置３８の第４の実施形態を示しており、この場合も同様に、例えば、乾燥されたポリマー粒子３９．１の既にかなり十分に破砕された生成物流に関する図２Ｃの実施形態に類似している。これらの粒子は、搬送手段および／または均質化手段４０としての破砕効果を有する搬送スクリューＦＳに入り、そこでさらに再度破砕され、生成物流はさらに搬送スクリュー４０において均質化される。したがって、破砕装置を再び抜けるのは、空気輸送機構４２およびその後の粉砕機構４４に入る、十分に細かく破砕され、乾燥されたポリマー粒子４１の十分に均質化された生成物流である。空気輸送機構４２では、ポリマー粒子の生成物流は４３で表される。この比較的単純な構造である破砕装置は、搬送スクリューが均質化手段としてだけでなく、さらに破砕手段としても作用することを有利には利用する。
【０１２９】
図２Ｅを参照すると、この図は、破砕装置３８の一部として−乾燥されたポリマー粒子の乾燥ケーキ３５の破砕物３７の結果的に３段階の破砕のために−方向変換手段Ｕを備えたクロスベーン破砕機の形態の第１の破砕機３８．１（ピンキッカーまたはロッドクラッシャーまたはそれ以外のクラッシュミルまたはスパイクロールとも呼ばれる）を示す。破砕装置３８は、さらに搬送スクリューＦＳを有し、これは搬送手段および／または均質化手段４０として任意に更なる破砕機としての役割を果たすこともでき、しかしながら、これは、ポリマー粒子の生成物流３９．１を少なくとも均質化し、ポリマー粒子の生成物流３９．２として提供する。この既に十分に均質化された生成物流３９．２は、ロールクラッシャーＷＢの形態の第２の破砕機３８．２により受け入れられる。ロールクラッシャーＷＢの下流の細かく破砕されたポリマー粒子の生成物流４１は、一層のこと十分に均質化される。これは、十分に均質化され、細かく破砕され、乾燥されたポリマー粒子の粒子流４３として、空気輸送機構４２によって粉砕機構４４に送ることができる。
【０１３０】
図１〜図２Ｅの上記の実施形態はすべて、乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーストランドの特性が変化した場合ですら、かつクラッシャーまたはフライス破砕機ＺＦの幾何学的形状が最適化されていない場合ですら、空気輸送機構４２および粉砕機構４４のための乾燥されたポリマー粒子３９または３９．２の十分に細かく破砕された流が存在することを提案し、この流は、乾燥されたポリマー粒子４３の均質化され、細かく破砕された流としてそれらに供給することができる。
【０１３１】
このために設けられた第１と第２の破砕機３８．１、３８．２の相対的配置は、原則的に様々な方法で実現可能である。しかしながら、破砕装置が、少なくとも１つの第１の破砕機と第２の破砕機とを含み、それぞれが回転可能なロールを有することが有利であることが分かった（これには、それぞれクラッシャー、フライスもしくは搬送スクリューまたは２つの回転ロールの場合には、特にロールクラッシャーも含まれる）。
【０１３２】
幾何学的配置に関して、第２の破砕機は、生成物流に対して第１の破砕機の直ぐ下流に配置されることが有利であることが判明した。すなわち、第１の破砕機から到達する粗く破砕されたポリマー粒子３９．１は、第２の破砕機に直接到達する。原則的に、既に粗く破砕された乾燥されたポリマー粒子３９．１は、例えば、空気圧または機械的手段によって、そこに搬送されることができる。しかしながら、第２の破砕機が第１の破砕機の下に配置されている場合、構造がコンパクトになるため、特に有利かつ有効であることが判明した。さらに、第２の破砕機は、場合によっては第３の破砕機構を介在させて、生成物流方向で空気搬送機構の上流に配置される。その結果、一般に空気輸送機構の下流に位置する粉砕機構は、乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーストランド、それに従ってベルト乾燥機３６の下流かつ破砕装置３８の上流の粗い塊状物３７の特性が変化した場合ですら、乾燥されたポリマー粒子の十分に細かく破砕され均質化された生成物流を供給することを十分に保証する。第１の破砕機の真下の第２の破砕機の位置的な配置は、有利には重力を利用することから、粗く破砕されたポリマー粒子３９．１は、第２の破砕機３８．２に直接落下することができる。
【０１３３】
したがって、図２Ｅの実施形態は、この原理の変形例を表す。なぜなら、搬送スクリューＦＳは、ポリマー粒子の生成物流３９．１を受け入れ、第２の破砕器３８．２が、予め破砕され乾燥されたポリマー粒子を受け入れるように、位置的に第１の破砕機３８．１の隣に配置されるように横方向にずらされるからである。
【０１３４】
さらに、破砕装置３８において場合によっては使用されるクラッシャー、特に第１の破砕機としてのクラッシャーを、特に有利には寸法決定することが有利であると判明した。破砕装置３８の第１の破砕機としてのクラッシャー、例えばクロスベーン破砕機の役割は、乾燥されたポリマーストランド３５の粗い塊状物３７が初めにこれらに到達することから、特に重要であることが分かる。つまり、第１の破砕機３８．１のクロスベーン破砕機またはそれ以外のクラッシャーは、回転ロールおよび／または固定された格子グリッド上の機能性ロッドとクラッシュロッドとの間のサイズおよび間隔に関して、可能な限りこの装置によって非常に粗い塊状物３７が破砕され、その上に横たわったままにならないように寸法決定されているべきである。他方で、これらの間隔は、粗い塊状物を破砕して少なくとも粗く破砕され乾燥されたポリマー粒子３９．１にするだけで、これらをハンマーミルもしくはそれ以外のミルまたはロールクラッシャーまたは搬送スクリューにさえ送ることができるようにするのに十分な程度に小さくすべきである。他方で、クラッシャーの場合の間隔は、シャフト上の機能性ロッドまたはそれ以外の機能性ツールもしくはシャフトまたはそのシャフトドライブに作用する機械的な力が過度に大きくならないようにするために過度に小さくすべきではない。
【０１３５】
このために、図３Ａおよび図３Ｂは、格子グリッド１６の固定されたロッドまたはバーに対する、シャフト１０と、該シャフト上に配置され、かつ該シャフト共に回転する機能性ロッドまたはバールの形態の機能性ツール１４とを概略的に示す。
【０１３６】
シャフトと共に回転する機能性ロッド１４は、シャフト１０から垂直に突出し、長さＬＦが１００〜３００ｍｍ、好ましくは１００〜２００ｍｍ、特に１００〜１５０ｍｍである。格子グリッドの固定された格子ロッドは、８〜２０ｍｍ、好ましくは９〜１５ｍｍ、より特に１０〜１２ｍｍの厚さＤＢ（図５Ｂに示されるルーフＤを有する）を有し、また４０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜９０ｍｍ、特に５０〜７０ｍｍの高さを有する。
【０１３７】
機能性ロッド１４とバー１６との間の内−内間隔Δ（ここでは８〜２０ｍｍ、好ましくは９〜１５ｍｍ、特に１０〜１２ｍｍ）は、有利には、機能性ロッド１４の厚さＤＦの２倍未満であるか、またはバー１６の厚さＤＢよりも小さい。本文脈では、内−内間隔Δは、機能性ロッド１４の厚さＤＦの範囲にほぼ等しい。バー１６の間の内−内間隔ａは、典型的には、機能性ロッド１４の厚さＤＦの５倍未満、またはバー１６の厚さＤＢよりも小さい。機能性ロッド１４の間の内−内間隔ＤＳは、固定されたバー１６またはロッド格子の格子ロッドによって相互係合される。機能性ロッド１４またはバー１６の長さに関しては、クロスベーン破砕機のＬＢは、ＬＦの範囲にほぼ等しく、フライスのＬＢは、ＬＦよりも非常に小さいものとなる。
【０１３８】
図３Ｂのシャフト１０は、機能性ロッド１４を螺旋状に配置して持ち、ここで、螺旋のピッチは、約２０°〜７０°、好ましくは約４５°であり、周辺装置の機能性ロッドの数は、６〜１０、好ましくは７〜９（本文脈では８である）である。
【０１３９】
図４Ａは、クロスベーン破砕機の軸に沿った横断面図において、特に、破砕装置３８の第１の破砕機３８．１としての配置について、クラッシュロッドとして固定されているロッドまたはバーの格子の様々な実施形態を示す。
【０１４０】
図４Ａの図Ａ１の実施例の場合、連続した格子および両側に固定されたクラッシュロッド１６に基づき、クラッシュロッド１６に対してより大きな安定性が得られる。図４Ａの図Ａ１に示される側面図および平面図によれば、クラッシュロッドの格子を直線状に延ばして連続させてもよい。このために、クラッシュロッド１６の格子は、シャフト１０の下に配置されてもよい。
【０１４１】
クラッシュロッド１６の格子は、シャフト１０の軸の高さに配置されてもよく、図４Ｂに示すように、シャフトの両側でそれぞれ片側のみに配置されたクラッシュロッド１６を有していてよく、このロッドは、シャフト本体１０の直前で隙間ｓを残して、すなわち、ここでは間隔を空けて端部をなす。
【０１４２】
図４Ａの図Ａ２に示すように、格子は、シャフト本体１０の軸の高さにおいてシャフト本体の外側に配置されてもよく、シャフト本体１０をその周りおよび下で取り囲むことができる。すなわち、図４Ａの図Ａ２に示すように、機能性ロッド１４の真ん中〜端部の周方向半径にほぼ相当する周方向半径において配置されてもよい。これにより、有利には、機能性ロッド１４がその全周回転運動に沿って最大レバーアームで、乾燥ケーキ３５の乾燥されたポリマーストランドの粗い塊状物３７を打ち砕くことができるようになる（この間、塊状物３７は格子１６によって保持される）。
【０１４３】
これは、図４Ｂの実施形態のクラッシュロッド１６を用いてそれぞれ片側が固定され、２つの部分からなる格子の場合にのみ条件的に当てはまる。さらに、シャフト本体１０とクラッシュロッド１６の端部との間の隙間ｓは、場合によってはまだ破砕されていない非常に粗い塊状物３７が隙間ｓに入り、そこに詰まるか、または不十分に粉砕された粗い塊状物が落下することにつながる。
【０１４４】
これは、図４Ａの実施形態Ａ１の場合には、連続した格子および両側が固定されたクラッシュロッド１６に基づいて回避されるが、シャフトＣにおける機能性ロッド１４は、塊状物３７に当たるときに、場合によっては最大の破砕効果を発揮しない。なぜなら、打撃角が１８０°から９０°の間のどこかにあるからである。つまり、この場合、機能性ロッド１４のレバーアームは最適に利用されない。それにもかかわらず、３つの実施形態はすべて、破砕装置３８の第１の破砕機３８．１の代わりに、クロスベーン破砕機またはそれ以外の破砕機の最適化のために比較的好ましいことが判明した。
【０１４５】
図４の図Ａ４は、クラッシュロッド１６またはバーの上側に有利な幾何学的形状Ｇを有するフレームＲ内のクラッシュロッド１６の格子のカセットモデルを示す。
【０１４６】
図５Ａは、機能性ロッド１４のシャフト１０への取付けをさらに強化したものを示す。図Ａ１の実施形態によれば、機能性ロッド１４は、シャフト１０に溶接されてホルダー１２を形成することができる。機能性ロッド１４のスリーブ、ソケット、カラーまたはそれ以外のホルダー１２の好ましい実施形態は、図５Ａの図Ａ２に示される。機能性ロッド１４は、例えばこのホルダー１２内で溶接されてもよい。機能性ロッド１４用のホルダー１２は、図５Ａの図Ａ３に従って、例えば、機能性ロッド１４が、シャフト１０を通る直径に沿った通路を通って、例えばこのように形成されたホルダー１２内で溶接されることによって形成することもできる。
【０１４７】
図５Ｂは、図Ｂ１および図Ｂ２で、図４Ａの図Ａ４の格子について、すなわち、クラッシュロッド１６の格子のカセットモデルについて、クラッシュロッド１６またはバーの上側の幾何学的形状Ｇの有利な実施形態を示す。既にウェブ状ひいては比較的安定しているロッドまたはバー１６は、直線状に延びる尖ったエッジを有し、これは、さもなければ有利には直方体状のクラッシュロッド本体の上側の軸に対してほぼ中心に延びる。先端部のルーフ角は６０°〜９０°である。原則的に、６０°〜９０°のルーフ角は、先端部で尖っていても面取りされていてもよい。両方の場合において、このようなバーまたはロッド１６上の接触面積は比較的小さいので、塊状物３７に対するより大きな押圧力が生じる。角度がより尖っており、度単位の角度が鋭角であるほど、ロッド１６のクラッシュ効果はより大きくなり得る。原則的に、ロッド１６は、ある程度は中実であってよいか、または図５Ｂの図Ｂ２が示すように、露出した中空ルーフを有する直方体の形態をとってよい。
【０１４８】
図６Ａは、図６Ｂを詳細にしたものであり、シャフト１０の軸に沿った機能性ロッドまたはバーを有するシャフト１０の１つの特に好ましい実施形態を示し、その総数は、シャフトの幅またはベルト乾燥機ベルトの幅に依存する。本文脈では、有利には５〜１５個の機能性ロッドの数が周辺部あたりに提供される。図６Ａの図Ａは、シャフト１０全体を示し、図６Ｂは、シャフト１０の１つの拡大部分を示す。図６Ｂは、一体に形成された環状体１４．２を有する機能性ロッド１４の詳細を示す。機能性ロッド１４は、一部として一体に形成された環状体と、それに接続されるバー本体１４．１とからなる。このようにして形成されたロッド本体１４は、その環状部１４．２によってシャフト１０上に押され、螺旋の位置で正確な角度に配向され、図６Ａに示すように螺旋状のラインが形成するように固定または形状結合式に結合することができる。シャフト１０上の環状体１４．２は、図５Ａの固定とは対称的に、シャフト１０にさらに大きな強度と力の導入をもたらし、総じて打撃アーム１４．１の寿命を延ばすという効果が得られる。原則的に、図６Ｂに示されるそのような機能性ロッドは、シャフト１０の回転速度が比較的高い場合でも利用することができる。シャフトは、原則的に、その軸に沿って２〜６ｍの長さを有することができる。この長さにおいてさえも、機能性ロッドとクラッシュロッドとの間の上記の間隙寸法を有するクロスベーン破砕機が有利であること判明する。
【０１４９】
図７Ａは、破砕後の質量平均粒径を図式的に求めるための篩画分の質量割合の累積プロットを示す。測定の結果は、以下の表１に篩サイズと共にプロットしている。それらの値は、図７Ａに再現している。破砕後の生成物流４１の質量平均粒径は、図７Ａの５０重量％の値についての粒子の質量平均粒径のプロットおよび割当てから明らかなように、約３．７ｍｍである。破砕後の質量平均粒径は、ＥＤＡＮＡ試験方法番号ＷＳＰ  ２２０．２−０５「Ｐａｒｔｉｋｅｌ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（粒径分布）」に従って測定する。しかしながら、破砕後の生成物流４１の粒度分布を求めるために、０．６／１／２／３．１５／４／５／６．３／８／１０／１４／２０ｍｍのメッシュサイズを有する篩が使用される（以下の画分を参照）。この場合の質量平均粒径は、図７Ａに記入された累積５０重量％の結果である「メッシュサイズ」の値である。
【０１５０】
【表１】
2019523795.tif 000003
【０１５１】
粉砕および篩分け後の生成物流４７の質量平均粒径を、破砕後の質量平均粒径と同様に測定し、図７Ｂに示す。しかしながら、分布の粒度分布を求めるために、メッシュサイズが４５／１５０／２１２／３００／４２５／５００／６００／７１０／８５０μｍの篩を使用する（以下の画分を参照）。粉砕および篩分け後の生成物流４７の粒度分布測定を実施し、その際、生成物は、１５０〜８５０μｍ、１００〜７００μｍおよび１００〜６００μｍで篩分けした。
【０１５２】
測定のそれぞれの結果を、以下の表に篩サイズと共にプロットしている。各値は、図７Ｂに再現される。粉砕および篩分け後の質量平均粒径は、１５０〜８５０μｍの生成物篩分けの場合に５７０μｍ（表２Ａ）、１００〜７００μｍの生成物篩分けの場合に４２５μｍ（表２Ｂ）および１００〜６００μｍ生成物篩分けの場合に３４８μｍ（表２Ｃ）である。
【表２−１】
2019523795.tif 000004
【０１５３】
【表２−２】
2019523795.tif 000005
【０１５４】
【表２−３】
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【符号の説明】
【０１５５】
１０  シャフト
１４  機能性ロッド
１６  バー
１４．１  機能性ロッド本体
１４．２  環状体
３１  反応物
３０  反応器
３２  緩衝容器／ゲルバンカー
３３  ゲル様の粘稠度を有する塊
３４  搬送手段
３５  乾燥ケーキ
３６  ベルト乾燥機
３７  乾燥ケーキの断片またはそれ以外の粗い塊状物
３８  破砕装置
３８．１、３８．２  第１の破砕機、第２の破砕機
３９、３９．１、３９．２  乾燥されたポリマー粒子、粗く破砕された塊状物、比較的細かい塊状物
４０  搬送／均質化手段、任意に第３の破砕機
４１  均質化され乾燥された主流のポリマー粒子
４２  空気輸送機構
４３  空気輸送機構における乾燥されたポリマー粒子
４４  粉砕機構
４５  粉砕された乾燥されたポリマー粒子
４６  篩分け装置
４７  篩分けされ、粉砕され、乾燥されたポリマー粒子
Ｕ  方向変換手段
ＺＦ  フライス破砕機
ＳＦ  フライスカッター
ＫＦＺ  クロスベーン破砕機
ＷＢ  ロールクラッシャー
ＦＳ  搬送スクリュー
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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